東京都立葛飾総合高等学校の課題研究をこれから始める高校1年生を対象に、課題研究スタートアップ講座を行いました。

生物発光キットでは、2種類の試薬を混ぜてホタルの光をつくり出すことができます。生体内の酵素反応を利用した光なので、試薬の温度を変えることにより、光の明るさや色の変化を見ることができます。どのような条件で光をつくり出すことができるのか、実験を行う上で様々な条件設定ができることが、生物発光キットの大きな特徴です。

課題研究スタートアップ講座は以下の流れで進めました。

ホタルの光は何からできているのだろう？

ホタルの光を作るには3つの材料が必要です。それらの材料が何であるか、どのようなしくみで光を作り出しているのかを、まず基礎知識として学びます。

実験計画を立てよう

酵素の温度に対する特性を学んだ後、ホタルの発光を確認します。その後、各グループに用意された4セットの試薬を使い、どのような温度条件で最も明るい光となるか、仮説を立て、実験計画を練ります。

実験による検証

温度は0℃（氷水）、20℃（常温水）、35℃、65℃を推奨しています。これらの温度設定の中からまずは基準とする温度をどれにするかを考えます。基準とする温度での光の明るさと、その他の温度での明るさを比較します。その結果を各グループでグラフにしてみます。

考察をしよう

得られたグラフから、どのような温度条件で最も明るい光になるのかを各グループで考えます。

グループごとに結果と考察を発表しよう

各グループで得られたグラフの形を比較すると、グループ毎にグラフの形が異なることに気づきます。

※明るさの指標となる数値や比較対象が必要であること、温度によって明るさだけでなく色の変化も起こることなどに気づき、実験の組み立てや、色変化に関する調査など次の研究テーマを自ら見つけることができます。

※実験操作よりも講義やディスカッション、考察に十分な時間を割くことが特徴です。

※その他様々な実験テーマを設定することが可能です。